基于CUDA的三維非局部均值濾波并行算法設(shè)計(jì).pdf

1、圖像去噪是三維超聲成像系統(tǒng)的重要研究?jī)?nèi)容?；诜蔷植烤档臑V波算法能夠有效地去除超聲圖像中斑點(diǎn)噪聲,平滑超聲圖像的連續(xù)區(qū)域,提供給重建高質(zhì)量圖像。雖然非局部均值濾波方法能夠有效去除斑點(diǎn)噪聲,但是其算法的復(fù)雜性高,難以滿(mǎn)足實(shí)時(shí)性要求。而實(shí)時(shí)三維超聲成像系統(tǒng)要求各個(gè)模塊對(duì)數(shù)據(jù)的處理都能達(dá)到實(shí)時(shí),特別是將超聲成像技術(shù)應(yīng)用于手術(shù)導(dǎo)航上時(shí),實(shí)時(shí)的圖像顯示變得尤為重要。非局部均值濾波的方法在超聲圖像去噪上已經(jīng)有了很多應(yīng)用,本文也實(shí)現(xiàn)了基于C++的非

2、局部均值濾波算法。如何將串行的算法設(shè)計(jì)為并行算法,由二維圖像擴(kuò)展到三維圖像并且選擇合適的硬件設(shè)備是設(shè)計(jì)并行算法的難點(diǎn)。近年的研究熱點(diǎn)GPGPU技術(shù)在處理大規(guī)模數(shù)據(jù)上顯示了其優(yōu)勢(shì)。2007年 Nvidia推出了CUDA(Compute Unified Device Architecture,統(tǒng)一計(jì)算設(shè)備架構(gòu))將GPGPU的應(yīng)用推向了更廣泛的領(lǐng)域,CUDA技術(shù)已經(jīng)被應(yīng)用于石油勘測(cè)、天文計(jì)算、圖像處理等領(lǐng)域。
　　本文將非局部均值濾波算

3、法分解為多個(gè)步驟,確定串行執(zhí)行部分和并行執(zhí)行部分,采用CPU+GPU異構(gòu)模式,由CPU負(fù)責(zé)執(zhí)行復(fù)雜邏輯處理和事務(wù)管理等串行部分,由GPU負(fù)責(zé)計(jì)算密集型的大規(guī)模數(shù)據(jù)并行計(jì)算。通過(guò)實(shí)驗(yàn)分析,對(duì)原始含噪聲數(shù)據(jù)進(jìn)行二維、三維的去噪,比較了兩種方法的去噪效果,并且設(shè)計(jì)使用了CUDA加速的并行計(jì)算的方法,此并行算法的執(zhí)行效率遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于串行計(jì)算,但是具體算法的實(shí)現(xiàn)必須與平臺(tái)硬件工具和設(shè)計(jì)方案相匹配。設(shè)計(jì)CUDA并行程序,關(guān)鍵在于如何分配線(xiàn)程任務(wù)、線(xiàn)程間